结束 Android 开发（入门）课程 的第三部分《访问网络》后，来到最后的第四部分《数据与数据库》，这部分课程要完成一个 Pets App，这个应用采用不同于之前的数据结构来构建，允许用户获取宠物的信息，并能够进行添加、更新、删除等操作。其中涉及到数据持久性的概念，用到了 SQLite 数据库等内容。
第四部分的课程分为四节课完成，每节课的内容如下：
- Intro to SQLite Databases
介绍数据持久性的概念，以及 SQLite 数据库的基本操作。 - Databases in Android
应用 Android 中的数据库。 - Content Providers
通过内容提供器向数据库读取或添加数据。 - Finishing the App
实现应用的更新和删除数据功能，最终完成应用开发。
这是第四部分《数据与数据库》的第一节课，导师是 Jessica Lin 和 Katherine Kuan。这节课的重点是练习 SQLite 数据库的操作。
关键词：数据持久性、SQLite 数据库、CRUD
数据持久性
之前课程中的应用都使用变量来保存数据，变量的生命周期与 Activity 紧密联系，当 Activity 被销毁时，变量也会被清除，存储在变量中的数据自然也随着被清除。显然，对于一些数据来说，例如应用的偏好设置、用户数据，需要永久保存下来，直到被主动删除，这就是数据持久性的概念。
计算机（包括手机、平板、电脑）通常有两种类型的存储器：临时存储器和永久存储器。临时存储器可理解为用于短期记忆，它适用于数值计算或屏幕显示等场景，特点是快速存取和生命周期短，例如 RAM 就是一种临时存储器；永久存储器可理解为用于长期记忆，它适用于保存用户数据，特点是数据可永久保持，但存取较慢，例如硬盘就是一种永久存储器。关于两种存储器更详细的介绍可参考这篇文章。
Android 提供了多种永久存储数据的方法，包括将数据保存为文件放入设备存储器或上传至服务器；或者将数据保存至 SQLite 数据库；另外，应用的偏好设置也属于永久存储数据的一种方法，详细介绍可参考 这篇 Android Developers 文档。
其中，将数据保存为文件的方法适用于大型的媒体文件，例如相机应用将照片保存为 png 文件，音乐应用将歌曲保存为 mp3 文件；偏好设置则可以顾名思义，用于保存应用的用户偏好设置，一般通过 SharedPreference 的键/值对保存原始类型数据或字符串；最后，SQLite 数据库适用于大规模且易于存取的格式化数据，这是接下来讨论的重点。
值得注意的是，一个 Android 应用通常不止使用一种永久存储数据的方法，例如相机应用将照片保存为文件的同时，也会将照片的拍摄时间、地点等详细信息保存至 SQLite 数据库。
SQLite 数据库
数据库是由特定结构组织的数据集合，使其数据可轻易操作和分析。SQLite 就是一种组织结构为一个或多个表格的数据库，一个表格是存储一种对象的列表，每一行表示一个对象，每一列表示对象的一个 state 或属性 (Attribute)。其中，SQL (Structured Query Language) 指结构化查询语言，与应用于 Android 的 XML 和 Java 相同，SQL 也是一种编程语言，专门用于数据库的表格创建，以及其中的条目添加、读取、更新、删除操作。SQLite 就是一种能够理解 SQL 语言的程序，
SQLite 是一种开源的轻量化数据库（对应 MySQL 重量级数据库），用于创建本地数据库，无需服务器。同时 SQLite 是 Android 自带的数据库，所以 Android 应用无需下载任何内容就可以直接使用 SQLite 数据库。这节课先在 Android 之外熟悉 SQLite，即在电脑的终端使用 SQLite。
Note:
MacBook 通常都预装了 SQLite。要查看系统是否预装了 SQLite，打开终端，输入 sqlite3，再按下 return 键。如果返回的结果中包含 SQLite 版本等信息，那么系统中就已经安装了 SQLite。具体的指令如下所示。hsujin ~ $ sqlite3 SQLite version 3.19.3 2017-06-27 16:48:08 Enter ".help" for usage hints. Connected to a transient in-memory database. Use ".open FILENAME" to reopen on a persistent database. sqlite>
从上面的指令可以看到，在终端输入 sqlite3，并按下 return 键后，就启动了 sqlite3 程序，就可以开始操作数据库了。还有一种方法是在终端输入 sqlite3 shelter.db，即可启动 sqlite3 程序并直接打开指定的数据库文件，如果该文件不存在，则会创建一个新的数据库文件。
在 sqlite3 中包含两种指令，一种是 sqlite3 的程序指令，用于操作 sqlite3 软件本身，不属于 SQL 语言，特点是指令前面都有一个点 .，大小写敏感，例如
-
.open shelter.db
打开指定的数据库文件。如果该文件不存在，则会创建一个新的数据库文件。 -
.quit
退出 sqlite3 程序。 -
.tables
查看当前数据库中的所有表格。 -
.schema ?PATTERN?
查看创建指定表格的指令。 -
.mode MODE ?TABLE?
选择表格的输出模式，支持 csv，column，tabs 等格式。例如指令.mode column指定表格的输出模式为向左对齐的列，这样在输出表格时就清晰地把每一列显示出来，列之间用空格分隔。 -
.headers on|off
选择是否输出表格的表头，例如.headers on表示在输出表格时表头会显示出来。 -
.help
查看所有可用的程序命令。
另一种指令是 SQL 指令，即使用 SQL 语言来操作表格，对 SQLite 数据库表格的操作可以简单总结为 CRUD，表示 Create（添加）、Read（读取）、Update（更新）、Delete（删除）。指令大小写不敏感，但是为了区别 sqlite3 的程序指令，一般都保持全部大写的习惯。指令最后以分号 ; 结束，如果在 sqlite3 中输入 SQL 指令时没有添加分号，那么 sqlite3 会使指令头显示省略号 ...> 表示当前指令未输入完全，提示用户继续输入内容，直到 sqlite3 检测到分号。开发者可以利用这一点，在输入较长的指令时分成多行，使指令可视化。
常用的 SQL 指令可以参考这个 Cheatsheet，下面详细介绍每种指令的用法。
一、创建表格
CREATE TABLE pets (_id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
name TEXT NOT NULL,
breed TEXT NOT NULL,
gender INTEGER NOT NULL,
weight INTEGER NOT NULL DEFAULT 0);
使用 CREATE TABLE 关键字创建了一个名为 pets 的表格，有五个属性，分别为 _id、name、breed、gender、weight 。其中，第一个属性为 _id，这是因为在一般情况下，每个对象都要有一个唯一识别码，下划线 _ 是 Android 的命名惯例。
对象的每个属性都需要指定一种存储类 (Storage Class)。这与 Java 变量需要指定一种数据类型不同，SQLite 采用了更宽泛的动态类型系统，即一个值的数据类型与值本身相关，例如 SQLite 的整数 (Integer) 存储类就包括了六种不同字节大小的整数数据类型。关于 SQLite 存储类的详细介绍可参考 这篇文章。
SQLite 有五种存储类：
- NULL
表示这个值为空值。 - INTEGER
表示这个值为整数值，根据值的大小存储在 1，2，3，4，6，8 字节中。 - REAL
表示这个值为浮点值。 - TEXT
表示这个值为字符串，支持 UTF-8，UTF-16BE，UTF-16LE 编码方式。 - BLOB
表示数据按输入的格式原样保存，例如图片、二进制数据等。
值得注意的是，SQLite 的存储类没有布尔类型，对于布尔类型数据的存储，通常用 INETGER 代替，例如 0 表示 false，1 表示 true。事实上，对于一些固定选项的数据，通常都用 INETGER 来存储，例如性别信息，可以使用 0 表示未知，1 表示男性，2 表示女性。这种做法使数据存储更准确，同时更节省存储空间。
上述代码，_id 属性指定为 INTEGER 存储类，表示每个对象的唯一识别码数值；name 属性指定为 TEXT 存储类，表示宠物名字的字符串；breed 属性指定为 TEXT 存储类，表示宠物种类的字符串；gender 属性指定为 INTEGER 存储类，表示宠物性别的数值代码，其中 0 表示未知，1 表示雄性，2 表示雌性；weight 属性指定为 INTEGER 存储类，表示宠物体重值。
在指定对象属性的存储类后，通常还会添加 SQL 关键字对属性作出限制，常用的关键字有
- PRIMARY KEY
保证该属性的唯一性，一个表格中只能有一个属性应用这个 SQL 关键字。 - AUTOINCREMENT
当表格添加新对象时，自动为该属性新增一个数值，通常用于 ID 属性。 - NOT NULL
表示该属性不能为空，在表格添加新对象时必须带有该属性的值。 - DEFAULT <value>
当表格添加新对象时，该属性如果没有输入值，那么就会采用指定的默认值。
上述代码，_id 属性带有 PRIMARY KEY 和 AUTOINCREMENT 两个关键字，关键字之间用空格分隔，表示对象的唯一识别码，并且在添加新对象时，无需输入值，ID 值会自动加一，如果输入了已存在的 ID 值，sqlite3 会返回错误，保证 ID 值的唯一性；其余属性都带有 NOT NULL 关键字，表示该属性不能为空，在添加新对象时必须带有该属性的值；其中 weight 属性还带有 DEFAULT 0 关键字，表示如果没有输入宠物的体重值，那么就默认为零。
通过 SQL 指令 PRAGMA TABLE_INFO(?PATTERN?) 显示指定表格的属性信息，显示格式由 sqlite3 指令 .mode 决定，还可以使用 .headers on 指令使表头显示出来。
二、插入数据
INSERT INTO pets (_id, name, breed, gender, weight)
VALUES (1, "Tommy", "Pomeranian", 1, 4);
使用 INSERT INTO 关键字向 pets 表格添加了一个新对象，输入了每个属性的值，格式类似键/值对的形式，属性值按顺序放入 VALUES() 关键字内。对于未设置 NOT NULL 的属性，可以不输入值，例如根据创建表格时的设置，ID 值会在添加新对象时自动加一。注意指令最后添加分号。
三、读取数据
SELECT * FROM pets;
使用 SELECT 指令选中 pets 表格的所有列，其中 * 表示通配符，FROM 用于指定表格。sqlite3 返回的数据如下，显示格式设置为 .mode column ，并设置了 .headers on 显示表头。
_id name breed gender weight
---------- ---------- ------------------ ---------- ----------
1 Tommy Pomeranian Terrier 1 3
2 Garfield Tabby 1 4
3 Binx Bombay 1 7
4 Lady Cocker Spaniel 2 5
5 Cat Tabby 0 19
6 Baxter Border Terrier 1 6
7 Arlene 2 3
如果要读取指定一行的数据，需要用到 WHERE 关键字，例如
SELECT name, breed FROM pets WHERE _id == 1;
sqlite3 会返回 ID 值为 1 的对象的 name 和 breed 两列，列之间用逗号 , 分隔，显示格式由 sqlite3 指令 .mode 决定，还可以使用 .headers on 指令使表头显示出来。
事实上，WHERE 关键字相当于一个条件语句，使 sqlite3 仅返回符合 WHERE 后面的条件的对象，例如指令 SELECT * FROM pets WHERE weight > 15; 仅返回体重为 15 以上的宠物信息。
除了 WHERE 条件语句外，还可以用 ORDER BY 关键字对读取的数据进行排序，例如
SELECT name, weight FROM pets WHERE gender == 1 ORDER BY weight DESC;
sqlite3 会返回雄性宠物的名字和体重两列，按照体重大小降序排列。其中 DESC 表示降序，ASC 表示升序。
四、更新数据
UPDATE pets SET weight = 18 WHERE _id = 5;
使用 UPDATE 关键字将 ID 值为 5 的宠物体重设置为 18，其中 SET 关键字实现属性的更新设置；WHERE 关键字作为条件语句指定要更新的对象，如果更新指令没有 WHERE 条件，那么更新的作用域会是整个表格，即更新表格内的所有对象。
五、删除数据
DELETE FROM pets WHERE _id = 1;
使用 DELETE FROM 关键字将 pets 表格内 ID 值为 1 的对象删除，这里同样用到了 WHERE 关键字作为条件语句指定要删除的对象，如果删除指令没有 WHERE 条件，那么就会删除表格内的所有对象，所以使用这条指令要谨慎。
六、删除表格
DROP TABLE pets;
使用 DROP TABLE 关键字删除 pets 表格。
Tips:
在终端输入指令时，按下键盘的向上和向下按钮，可以浏览之前输入的指令记录，这对于一些反复使用的指令非常有用；另外，在上一条指令输入有误时，也可以按下向上按钮，快速呼出指令直接进行修改。
